Quantum kinetic energy and isotope fractionation in aqueous ionic solutions

文献情報

出版日 2020-01-08
DOI 10.1039/C9CP06483D
インパクトファクター 3.676
著者

Lu Wang, Michele Ceriotti, Thomas E. Markland


原文を見る

要旨

At room temperature, the quantum contribution to the kinetic energy of a water molecule exceeds the classical contribution by an order of magnitude. The quantum kinetic energy (QKE) of a water molecule is modulated by its local chemical environment and leads to uneven partitioning of isotopes between different phases in thermal equilibrium, which would not occur if the nuclei behaved classically. In this work, we use ab initio path integral simulations to show that QKEs of the water molecules and the equilibrium isotope fractionation ratios of the oxygen and hydrogen isotopes are sensitive probes of the hydrogen bonding structures in aqueous ionic solutions. In particular, we demonstrate how the QKE of water molecules in path integral simulations can be decomposed into translational, rotational and vibrational degrees of freedom, and use them to determine the impact of solvation on different molecular motions. By analyzing the QKEs and isotope fractionation ratios, we show how the addition of the Na+, Cl− and HPO42− ions perturbs the competition between quantum effects in liquid water and impacts their local solvation structures.

関連文献

Self-assembly of carbon nanotube polyhedrons inside microchannels

Jiangying Qu, Zongbin Zhao, Jieshan Qiu, Yury Gogotsi

2008-05-20 Communication

DOI: 10.1039/B805622F

Growth, detachment and transfer of highly-ordered TiO2nanotube arrays: use in dye-sensitized solar cells

Jong Hyeok Park, Tae-Woo Lee, Man Gu Kang

2008-05-07 Communication

DOI: 10.1039/B800660A

Contents and Chemical Science

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B808460M

Contents and Chemical Biology

Front/Back Matter

DOI: 10.1039/B809327J

Controlled synthesis of mesoporous SiO2/Ni3Si2O5(OH)4 core–shell microspheres with tunable chamber structures via a self-template method

Zhiyan Guo, Fanglin Du, Guicun Li, Zuolin Cui

2008-04-11 Communication

DOI: 10.1039/B719500A

Stereoselective self-assembly of atropoisomeric Pd(ii) metallocycles induced by an aromatic guest

Dolores Abella, Víctor Blanco, Elena Pía, Marcos Chas, Carlos Platas-Iglesias, Carlos Peinador, José M. Quintela

2008-04-18 Communication

DOI: 10.1039/B802213E

Facile intramolecular C(sp3)–H bond activation with PdII

Martin Bröring, Christian Kleeberg

2008-04-08 Communication

DOI: 10.1039/B802185F

A rare ligand bridged ferromagnetically coupled MnIV3 complex with a ground spin state of S = 9/2

Thushan Pathmalingam, Serge I. Gorelsky, Tara J. Burchell, Rodolphe Clérac, Muralee Murugesu

2008-04-16 Communication

DOI: 10.1039/B802279H

Microwave-assisted catalytic allylation of aldehydes promoted by a mesoporous silica-supported BINOL ligand in solid media

Guohua Liu, Yan Gao, Xiaoquan Lu, Mouming Liu, Fang Zhang, Hexing Li

2008-04-29 Communication

DOI: 10.1039/B803111H

A combined SPS–LCD sensor for screening protease specificity

Rein V. Ulijn, Simon J. Webb

2008-05-28 Communication

DOI: 10.1039/B805321A

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

除水剤ALT-201は安全ですか?

除水剤ALT-201は一般的に安全ですが、避けるべきは皮膚や目への接触です。適切な防護具を着用し、安全基準を守ることが重要です。

28770-01-62-(2-Isopropyl-1,3-o...
化合物よくある質問

「邻羟基阿托伐他汀内酯标准品」に適用される法規ガイドelinesは何ですか?

CAS番号163217-74-1の「邻羟基阿托伐他汀内酯标准品」は、GHS分類では危険物に分類されず、主にREACH規則とFDA/EPAの管理対象となります。R...

163217-74-1ortho-Hydroxy Atorva...
化合物よくある質問

メチル(3R)-3-アミノ-2,3-ジヒドロ-1-ベンゾファンラニン-5-カルボイル酸塩塩酸塩の主な用途は何ですか?

メチル(3R)-3-アミノ-2,3-ジヒドロ-1-ベンゾファンラニン-5-カルボイル酸塩塩酸塩は、医薬品や合成化学の研究に広く用いられます。また、特定の薬物の前...

2241594-15-8Methyl (3R)-3-amino-...
化合物よくある質問

トランス-4-メチルピロリジン-3-オール塩酸塩はどのように合成されますか?

トランス-4-メチルピロリジン-3-オール塩酸塩は、4-メチルピロリジンの塩酸塩化によって合成されます。一般的な合成方法では、4-メチルピロリジンを塩酸に加えて...

265108-42-7trans-4-Methylpyrrol...
化合物よくある質問

硫雜環丁烷-1,1-二氧化物は安全ですか?

硫雜環丁烷-1,1-二氧化物は安全ではありません。毒性は報告されていませんが、高温下で分解し、可燃性があるため、高圧ガスは注意が必要です。密閉した容器で保管し、...

5687-92-3Thietane 1,1-dioxide
化合物よくある質問

ブラエリリンの主な用途は何ですか?

ブラエリリンは主に医薬品製造における薬物アドベリンの合成材料として使用されます。また、研究用途や化学合成材料としても広く利用されています。

6054-10-02H, 8H-Benzo[1,2-b
化合物よくある質問

9-ヒドロキシエリプチシネ塩酸塩はどのように合成されますか?

9-ヒドロキシエリプチシネ塩酸塩は、エリプチシネから塩酸を添加することで合成されます。選択性は高いですが、収率は約70%です。

52238-35-49-Hydroxyellipticine...
化合物よくある質問

5-塩素-2-(メチルアミノ)フェニル-(2-塩素フェニル)メタン酮の物理化学的性質は何ですか?

5-塩素-2-(メチルアミノ)フェニル-(2-塩素フェニル)メタン酮のCAS番号は5621-86-3です。この化合物は白色の結晶性粉末で、分子量は415.03で...

5621-86-3[5-Chloro-2-(methyla...
化合物よくある質問

1-[2-(4-甲氧基-苯氧基)-乙基]-哌嗪はどのように保存すればよいですか?

1-[2-(4-甲氧基-苯氧基)-乙基]-哌嗪は、直射日光を避けて暗所に、室温(15-25℃)で保管し、密閉容器に入れることで安定性を保つことができます。

117132-44-21-[2-(4-Methoxy-phen...
化合物よくある質問

2-[3-(4-甲氧基フェニル)プロピル]-4,4,5,5-四メチル-1,3,2-ドイボロロールアンの主な用途は何ですか?

2-[3-(4-甲氧基フェニル)プロピル]-4,4,5,5-四メチル-1,3,2-ドイボロロールアンは、医薬品の合成、有機合成化学、および新材料の研究で使用され...

1073371-72-82-[3-(4-Methoxypheny...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。